一、第四代试管婴儿技术的简介
第四代试管婴儿又称卵泡浆置换技术(GVT),属于改善卵子质量的一种技术,临床上也称为三亲的试管婴儿,是指将患者夫妇的卵细胞核或精子,与别人的卵细胞浆一起结合形成的胚胎,移植到患者的体内继续发育,目前仅泰国、美国等少部分国家或医院支持四代试管技术。
它通过在老化卵子和年轻卵子之间做卵核置换,以老化卵子的基因加上年轻卵子的细胞质来合成新的卵子,从而更好地应对卵子质量差的问题。这一技术影响极为深远,甚至有可能触及人类进化路径,因为这实际上是干预了人类基因的遗传过程,而转基因的后果将世世代代传下去。所以出于伦理道德、科研水平等方面的考虑,这方面仍然存在争议,尚未真正临床实施。
这种技术的原理就是从未成熟的老化卵子中提取至少20个GV细胞,注入到去核的年轻卵子细胞质中,然后继续培养这个合成卵子成熟、受精、分裂,直至形成囊胚。然后再将囊胚重新植入提供老化卵子女性的子宫内,这样就生下一个和提供卵细胞浆的“第三者”毫无关系的健康孩子。而形成的囊胚仍旧以提供老化卵子的女性为“核心”,表达着她的遗传特征。这项技术最大的问题是如果卵子老化严重或者卵子质量太差,手术就很难成功。
由于技术涉及第三方,自然而然牵扯到道德伦理,所以前些年我国卫生部就发文明令禁止使用该项技术。而国际上这方面研究仍然在继续,目前依然停留在科研阶段,没有任何一个国家宣称这种技术进入临床阶段。
卵子干细胞技术(Egg PCSM)简单而言就是获取女性自身的卵巢干细胞,提取出其中的线粒体,并将这些线粒体注射到她自身的卵细胞,以提高卵细胞的质量。针对卵子质量较差的女性。该技术还没有进行正式的临床试验,更谈不上进入临床应用了。
GVT的出现引起了社会的广泛关注,人们一方面看到GVT的优势,另一方面也注意其带来的挑战。高龄女性卵子质量显著下降,主要体现在卵胞质的老化,由此引起胚胎发育潜能的下降。女性线粒体上的基因突变也可能会导致胚胎发育停止等问题。目前,由以上因素导致的不孕不育仍是人工助孕中棘手的问题,GVT技术可能是解决这些问题的手段。
国外有个别中心尝试应用GVT技术解决生育问题,但国内尚未应用,其安全性和伦理仍是制约该技术发展的关键因素。GVT技术生产的婴儿属于“三亲“婴儿,其含有三方的基因,即提供卵胞浆一方的线粒体基因、卵子的染色体基因、还有精子的染色体基因。一般一个人只会有父母双亲的染色体来源的基因,但GVT技术打破自然规律的生育方式,多了供卵胞浆者的线粒体基因,“三亲”婴儿的父母如何定义等相关伦理问题也是争议很大的焦点。
二、第四代试管婴儿技术大揭秘
自从1978年第一代试管婴儿技术问世以来,经过全球相关领域科研工作者40余年的不断探索和研究,目前试管婴儿技术已经成为治疗不孕症的最主要手段,为越来越的家庭带来了福音,更是为人类的物种繁衍和优生优育大业做出了极大的贡献。目前,主要的试管婴儿技术被分为一、二、三代,三代技术相互结合,作用相辅相成,从而根据人群需要解决不同的病症。近年来,一些新的名词诸如“三亲试管婴儿”、“细胞核移植”、“纺锤体移植”等被大家反复提及,其实这些名词都与新一代的试管婴儿技术有关。那么第四代试管婴儿到底与前三代有什么不一样呢?
试管婴儿技术发展简史
第一代试管婴儿(IVF-ET):1978年英国专家Steptoe和Edowrds将胚胎学、内分泌学、遗传学以及显微操作技术相结合,诞生了世界上第一个“试管婴儿”,被称为人类医学史上的奇迹。其原理是将患者夫妻的卵子与精子取出后在实验室按照一定的比例混合放在培养皿里使其受精发育成早期胚胎,然后置入女方的子宫内,从而达到妊娠的目的,从而解决女方因素所致的不孕症。
第二代试管婴儿(ICSI):1992年以比利时Palermo医师为代表的科学家,首次成功应用卵浆内单精子注射技术——即在显微镜下,用细针将单条精子直接注射入卵子内,使其受精,再将形成的胚胎植入子宫内以达到妊娠的目的。该技术使“试管婴儿”的成功率得到大幅提高,并将其适用范围扩大到由男性受精障碍因素所致的不孕症。
第三代试管婴儿(PGD):也叫植入前遗传学诊断。近年来随着分子生物学的发展,在前两代试管婴儿技术的基础上,结合植入前遗传学诊断技术,从发育至6-10细胞的胚胎中,通过显微操作技术取出1-2个卵裂球进行染色体或基因鉴定,并将没有遗传病基因的胚胎移植到女方的子宫里,以达到妊娠及优生优育的目的。
第四代试管婴儿
通过细胞核移植及细胞重组技术,患者卵子的细胞核与捐卵者卵子的细胞质相结合,从而形成一颗健康的卵子,结合前三代试管婴儿技术,可在保留父母主要遗传物质的同时,成功避免该新生儿莱氏综合征的发生。除遗传性疾病预防外,该技术还可运用在高龄妇女因卵子质量不佳而导致的不孕症以及肿瘤治疗和抗衰老医学等诸多领域,具有跨时代意义。
第四代试管婴儿的原理是细胞核移植技术,该技术是将核遗传物质分离并转移到目标细胞当中去。该技术已通过基础研究和临床研究,主要应用于辅助生殖技术,如卵胞浆置换,纺锤体转移,原核转移和极体转移。目前,胞浆置换被认为是第四代试管婴儿技术的最佳操作模式,卵泡的去除对于原卵细胞侵入性较小且捐赠人基因留存更少。其操作模式大致如下:
医生通过尖头移液管穿透准妈妈卵细胞,然后轻轻施加压力吸入卵胞浆;
当卵胞浆与原细胞质分离后,将其转移到医生已经提取出的年轻捐卵人健康细胞质中;
将重组的卵母细胞通过电融合培养;
待重组的生发泡期卵母细胞在体外成熟后进行受精。
四代试管婴儿技术适用人群
原发性卵巢功能不全(POI)
卵子质量低下,多次IVF手术失败
大龄妇女(41岁以上),卵子质量不好
对于36-40岁的女性,如果3次试管婴儿失败,四代是很好的选择:如果主要问题是卵子不发育,可以选择不同成熟度的卵子分情况来做;如果没有正常受精,每次很多的卵只能有一两个受精,可以采用细胞核移植技术。
对于大于41岁的女性,试管婴儿反复失败,盲目的继续尝试也不是最佳的选择,可以从根本上改变方案,考虑使用细胞核移植进行体外受精。
第四代试管婴儿技术之父
“第四代试管婴儿技术之父”、“全球首例成功运用第四代试管婴儿者”,美国新希望生殖医学中心创始人——张进博士,在2016年首次通过细胞核移植技术,帮助携带线粒体遗传疾病的母亲诞生一名健康的婴儿,因而被Nature杂志评为年度十大人物之一!
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医学博士Dr.John Zhang
张进博士四代试管婴儿技术问与答
Q:不在线粒体上的基因问题,通过第四代试管婴儿可以修正吗?
A:胞浆移植不是完全为线粒体问题服务的,其真正应用价值更大,线粒体问题只 是 其中之一,除了线粒体问题,其他的也是可以修正的。
最重要的问题不是线粒体疾病,而是试管婴儿反复失败!以前,如果客户试管失败3次以上仍旧找不到原因,尤其是卵子数量不错但卵子质量不好的情况,客户可能会3次、5次、7次不厌其烦的尝试下去。现在发现,真正好的诊所,一旦客户3次试管仍旧做不出囊胚,不是医生的问题而是卵子质量的问题,马上做第四代试管婴儿才是解决办法。
Q:第四代试管婴儿做DNA测试,与捐卵人有血缘关系吗?
A:宝宝与捐卵人是没有血缘关系的,最终的测试结果还是跟准父母有血缘关系,永远符合谁提供DNA谁就是亲生父母。
这是我们第七位四代试管婴儿。这是一对瑞典的父母,33岁,4次试管失败,每次得到的卵子都十几个,就是无法长成囊胚。第一次使用优卵计划就成功了。
张进教授手机中的第7位四代试管婴儿▲
Q:卵巢早衰可以不可以做第四代试管婴儿?是否要做DNA测试?
A:主要问题不是做不做四代试管婴儿,而是有没有可用卵子。
如果年纪轻,即便卵巢早衰,卵子质量好就能进行试管婴儿,无需做四代试管婴儿。但如果无法得到卵子,即便是四代试管婴儿也是没有意义的。卵巢早衰的客户,可以考虑一下脂肪干细胞——增卵计划对卵巢进行唤醒,先得到卵子才是最重要的。至于DNA测试,当然是需要做的。
Q:第四代试管对基因的筛查有更进一步的优化吗?
A:理论上来讲四代是可以帮助基因的优化的。
第四代试管婴儿又叫做卵胞浆置换技术,建立在卵子胞浆置换的前提之上。而很多基因的表达、染色体/DNA的复制都是通过胞浆来调控的,所以置换后良好的胞浆理论上来讲是可以帮助基因的优化。但目前为止,四代试管婴儿在全世界范围内案例较少,缺乏大量的科学数据数据支持,所以想要进一步证实这个理论猜想,还需要大量的时间、数据、案例。
Q:第四代试管对基因的筛查有更进一步的优化吗?
A:理论上来讲四代是可以帮助基因的优化的。
第四代试管婴儿又叫做卵胞浆置换技术,建立在卵子胞浆置换的前提之上。而很多基因的表达、染色体/DNA的复制都是通过胞浆来调控的,所以置换后良好的胞浆理论上来讲是可以帮助基因的优化。但目前为止,四代试管婴儿在全世界范围内案例较少,缺乏大量的科学数据数据支持,所以想要进一步证实这个理论猜想,还需要大量的时间、数据、案例。
Q:子宫内膜多发性息肉手术后,适宜做试管吗?最好在术后多久才能进行试管最为合适?
A:子宫内膜多发性息肉很常见,有人长的多有人长的少,生长的时间不可控制,术后还有复发的可能。
一般来讲我们都建议客户先将胚胎做好,移植之前再进行息肉手术。如果提前做好手术,很有可能一次周期不成或期间出现问题,最终移植的时候息肉又长出来,得不偿失。举个例子,息肉手术就像是吃饭桌子上的灰尘,胚胎就像是一盘大餐,假如提前将灰尘擦掉,做饭的间隙还是会产生新的灰尘。
Q: 简单介绍第四代试管是怎样的一个流程?
A:第四代试管婴儿分为医疗流程和操作流程,要具体情况具体分析。
相比于常规的试管婴儿流程,第四代试管婴儿主要是在受精之前存在着差别:四代在受精之前需要取准妈妈和捐卵人两者的卵子,重组得到可用卵子。
三、第四代试管婴儿
2004年2月24日上午9点30分,我国首例也是最后1例第四代试管婴儿在武汉大学人民医院出生。之所以是最后1例,是因为在2003年l0月1日,我国卫生部实施了重新修订的《人类辅助生殖技术与人类精子库相关技术规范、基本标准和伦理原则》,其中规定:在尚未解决人卵胞浆移植和人卵核移植技术安全性问题之前,医务人员不得实施以治疗不育为目的的人卵胞浆移植和人卵核移植技术。意在明令禁止这项技术在人体上的应用,而这例婴儿是在此规定颁发前进行,因此并没有违反规范。国际上对于该技术仍在不断进行科学实验,以英、美、日为首,技术上有了突破。
2015年4月,世界首例“干细胞婴儿”(Stem Cell Baby)Zain Rajani在加拿大出生,被称为第四代试管婴儿。
同年,英国第一个将“三亲婴儿”技术合法化。2016年4月,英国《新科学家》(New Scientist)向外宣布世界首个“一母二父”(“三亲婴儿”)的试管婴儿诞生,这表明第四代试管婴儿胚浆置换技术(GVT)成功运用,该项目由华人医学博士张进负责。“三亲婴儿”胚胎的DNA来自三个人,精子来自父亲,卵核细胞来自母亲,卵细胞线粒体来自捐赠卵子的健康女性。